WO2013191215A1 - 導光路センサ、導光路センサを形成する方法 - Google Patents

導光路センサ、導光路センサを形成する方法 Download PDF

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Abstract

　導光路センサは、光源と、光源から照射された光を導光するコアと、コアの周囲に形成されたクラッドと、少なくとも１つの検出部が形成された導光路部材と、導光路部材で導光され、検出部を通過した光を受光する受光部と、を具備し、検出部は、導光路部材の外周で、少なくともクラッドの一部をコアからの光が非透過の厚さを残して、除去して形成された第１の開口部と、前記第１の開口部の範囲内で、コアから光が透過するように形成された第２の開口部と、を有する。このような態様による導光路センサを形成する方法が提供される。

Description

導光路センサ、導光路センサを形成する方法
　本発明は、光量の変化により曲がりを検出する導光路センサ及び導光路センサを形成する方法に関する。
　一般的に、可撓性を有する被検体の屈曲及び捩れを検出するデバイスとして導光路センサが知られている。導光路センサは、例えば、ファイバセンサであり、光源と、少なくとも光を導光するコア及びクラッドを有する光ファイバと、受光部とを有する。
　例えば、特許文献１には、複数の曲がり検出部（光特性変換部）を有するファイバセンサである曲がり検出用光ファイバ（検出用導光路部材）を備えた可撓性内視鏡装置が開示されている。これらの光特性変換部は、コアが露出した微小な欠損部である光吸収部若しくは導光損失部などである。検出用導光路部材は、内視鏡挿入部の長手方向に延在する一枚のフレキシブルな帯状部材の表面上の所定の位置に配置されている。このとき、複数の曲がり検出部は帯状部材の長手方向に所定の間隔で配置され、且つ同一の複数の曲がり検出部が短手方向に並設されている。
　検出用導光路部材に形成された光特性変換部は、被検体、例えば可撓性を有している内視鏡の挿入部可撓管の屈曲及び捩れの方向及び程度に応じて光を損失させる機能を有している。即ち、長手方向に少なくとも一つ配置されている光特性変換部における光伝達量の変化によって屈曲の方向及び程度が検出される。さらに、捩れが生じた場合、連設された複数の光特性変換部によって、光伝達量に差が生じ、この光伝達量の差によって捩れの方向及び程度が検出される。
特許第４００５３１８号公報
　前述した特許文献１によれば、被検体の屈曲及び捩れの方向及び程度を知るために導光路センサが利用されている。前述した導光路センサが細径であるために、曲がり検出部の形成過程において、低いエネルギによる精密な加工が要求される。導光路部材を形成する可撓性部材は、屈曲の際に、横断面に伸縮しない中立面を有することが知られている。
　また、屈曲の際に、可撓性部材は、中立面に水平な面による断面で且つ中立面から距離がある断面である程、歪が大きいことが知られている。即ち、円周方向にコアの露出が少ない方が、屈曲及び捻りよる相対的な光損失量が増加するために、導光センサの精度が向上する。
　従って、曲がり検出部は、導光路部材の屈曲及び捩れの方向及び形状を正確に把握するためには、長手方向に細長く微細加工された開口部ことが望ましい。
　このように、細径の導光路部材の表面に、長手方向の細長い孔を形成する微細加工を施す種々の加工法として、例えば、レーザ加工、熱処理加工及び機械加工などが知られている、しかし、これらの加工方法によって、細径の導光路部材に所望の細長い形状の有底孔を加工することは容易ではない。
　前述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る導光路センサは、光源と、光源から照射された光を導光するコアと、コアの周囲に形成されたクラッドと、少なくとも１つの検出部が形成された導光路部材と、導光路部材で導光され、検出部を通過した光を受光する受光部と、を具備し、検出部は、導光路部材の外周で、少なくともクラッドの一部をコアからの光が非透過の厚さを残して、除去して形成された第１の開口部と、前記第１の開口部の範囲内で、コアから光が透過するように形成された第２の開口部と、を有する。
　さらに、前述した一態様で、細径の可撓性を有する導光路部材の表面に、十分に細長い検出部を形成するために適した構成であり、且つ、十分に細長い開口部である検出部を有する導光路センサ及びこのような導光路センサを形成する方法が提供される。
　本発明は、細い径の可撓性挿を有する導光路部材の表面に、十分に細長い検出部を形成するために適した構成であり、且つ、十分に細長い開口部である検出部を有するために十分な検出精度で被検体の屈曲及び捩れの方向及び形状を検出できる導光路センサ及びこのような導光路センサを形成する方法を提供できるという効果を奏する。
図１は、第１の実施形態の導光路センサの概要図である。 図２は、第１の実施形態の導光路センサの検出部の横断面図である。 図３は、検出部の俯瞰図である。 図４Ａは、光量の変換量の多い方向へ屈曲した場合の導光路センサの動作の概要図である。 図４Ｂは、光量の変換量の基準となる直線状体の導光路センサの動作の概要図である。 図４Ｃは、光量の変換量の少ない方向へ屈曲した場合の導光路センサの動作の概要図である。 図５は、第１の実施形態の第３の変形例の導光路センサの検出部の横断面図である。 図６は、第２の実施形態の導光路センサの検出部の横断面図である。 図７は、第２に実施形態の第１の変形例の導光路センサの検出部の縦断面図である。 図８は、第２の実施形態の第３の変形例の導光路センサの検出部の縦断面図である。 図９は、第２の実施形態の第４の変形例の導光路センサの検出部の横断面図である。 図１０は、第２の実施形態の第５の変形例の導光路センサの検出部の横断面図である。 図１１は、第２の実施形態の第６の変形例の導光路センサの検出部の横断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。　
　［第１の実施形態］　
　導光路センサ１は、例えば、長尺で可撓性を有する部材である被検体に沿うように一体的に装着することにより、その被検体の屈曲状態、及び、屈曲方向を検出する。また、被検体に導光路センサ１を装着する際に、被検体の曲がり部分を、導光路センサ１と位置合わせすることにより、検出部６０が被検体の適正な位置に設置される。以下でも、導光路センサ１を装着する物品等を被検体と称する。また、適正な位置とは、被検体の屈曲状態及び／又は屈曲方向を検出するために適した位置であり、すなわち、設計通り若しくは指定通りの位置のことである。以下では、指定位置と称する。
　図１に示すように、第１の実施形態の導光路センサ１は、光を射出する光源１０と、細長い形状を有し、光源１０から射出された光を導光する導光路部材３０と、導光された光を受光する受光部材２０と、を有している。
　光源１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）若しくはレーザ光源である。　
　導光路部材３０は、結合部３５で三方に分岐されて、それぞれに延伸してＹ形状を成す、検出用導光路部材３１、光供給用導光路部材３２、受光用導光路部材３３及び、検出用導光路部材３１の先端に設けられて導光された光を反射する反射部３４で構成される。ここで、導光路部材３０は、例えば、光ファイバであり、図２に示すように、コア１０１と、コア１０１の外周を覆うクラッド１０２により構成され、さらに最外装に被覆部１０３を有していても良い。尚、コア１０１は、例えば、クラッド１０２及び／若しくは被覆部１０３よりも、熱及び機械的な外力に対する強度が高い部材で形成されている。さらに尚、本実施形態において、導光路部材１は、例えば、光ファイバではなく、スラブ型導波路でも構わない。
　光供給用導光路部材３２は、導光路部材３０における光導入路であり、端部に設けられた光源１０から射出された光を結合部３５に導光する。結合部３５は、２本の導光路部材が１本の導光路部材に接続されて形成されている。結合部３５は、光供給用導光路部材３２から入射した光の多くを検出用導光路部材３１に導光し、反射部３４で反射された光の少なくとも一部を、受光用導光路部材３３に導光する機能を有している。
　検出用導光路３１は、被検体のフレキシブルな動作に追従し、先端に光を反射する端面（反射部３４）を有し光を往来させる。即ち、結合部３５を経た光供給用導光路３２からの光を反射部３４まで導光し、その反射部３４で反射された反射光を結合部３５まで戻すように導光する。
　受光用導光路３３は、導光路部材３０における光導出路であり、端部に設けられた受光部２０へ、反射部３４で反射されて結合部３５にて分岐された反射光を導光する。　
　検出用導光路３１は、少なくとも１つの検出部６０を有する。　
　図２に示すように、検出部６０は、検出用導光路３１の外周から少なくともクラッド１０２の一部が除去された第１の開口部である薄膜部１１１と、薄膜部１１１の範囲内に形成されたコア１０１が露出している第２の開口部である開口部１１２と、薄膜部１１１及び開口部１１２に配置された光特性変換部材１１３と、を有する。尚、検出部６０は、コア１０１が露出していなくても、導光路を通る光が開口部１１２まで到達していればよい。以下で、薄膜部１１１及び開口部１１２において、コア１０１に近い表面を底面と称する。
　薄膜部１１１は、コア１０１の表面に倣って、所望のエネルギで切削加工された溝（孔）である。ここで、所望のエネルギとは、例えば、一度の加工でコア１０１が損傷しない力である。
　また、加工とは、レーザ、熱、加圧、エッチング及び機械加工などである。ここで、レーザ加工では、導光路部材３０は、レーザの出力を調整し、クラッド１０２及び被覆部１０３のみが除去される。熱加工では、導光路部材３０は、コア１０１、クラッド１０２及び被覆部１０３の耐熱性に差異を利用する、若しくは、熱量を調整して、加熱することによりクラッド１０２の一部及び被覆部１０３のみが除去される。加圧加工では、導光路部材３０は、コア１０１、クラッド１０２の一部及び被覆部１０３の強度に差異を利用する若しくは圧力を調整して、加圧することによりクラッド１０２及び被覆部１０３のみが除去される。エッチング加工では、導光路部材３０は、クラッド１０２及び被覆部材１０３のみがエッチングされる素材若しくは化学薬品等が選定され、クラッド１０２の一部及び被覆部材１０３のみが除去される。
　薄膜部１１１は、屈曲させても導光量がほとんど変化しないクラッド厚さを残すように被覆部材１０３及びクラッド１０２の一部が除去され、深さＤ１に形成される。尚、薄膜部１１１は、径方向に１段でなく複数の段で形成されていても構わない。
　開口部１１２は、薄膜部１１１に所望のエネルギで深さＤ２に形成され、コア１０１の外周面が露出するように形成された有底孔である。図３に示すように、開口部１１２は、所定の細長い形状を有している。所定の細長い形状とは、導光路部材３０の屈曲の方向及び形状を検出するために適した導光路部材３０に対して狭い幅を有する有底孔である。例えば、開口部１１２の幅Ｗ２は、薄膜部１１１の幅Ｗ１に対して狭く形成される。
　ここで、薄膜部１１１と開口部１１２とは、高低差がある。高低差とは、例えば、薄膜部１１１と開口部１１２とで棚がある段差であり、又は、薄膜部１１１から開口部１１２まで滑らかに傾斜されている形状である。
　開口部１１２は、光特性変換部材１１３を確実に配置するために、開口部１１２の幅Ｗ２よりも深さＤ２の方が小さくなるように形成されていることが好ましい。尚、開口部１１２は、径方向に複数の層で形成されていても構わない。
　光特性変換部材１１３は、導光された光の特性を変換する機能を有する。光特性変換部材１１３は、例えば、導光損失部材若しくは波長変換部材などである。例えば、導光損失部材ならば、光吸収体であり、波長変換部材ならば、蛍光体等が挙げられる。本実施形態では、光特性変換部材は導光損失部材として扱う。光特性変換部材１１３は、少なくとも開口部１１２に配置され、さらに薄膜部１１１に達していても構わない。光特性変換部材１１３は、細長い形状を有する開口部１１２に確実に配置できる粘性を有している。
　導光路センサ１において、検出部６０は、外周部に公知な加工方法を用いて、最初に、コア１０１で導光される光が漏れないように変形、例えば、熱変形、圧迫若しくは切削など、されて凹状の溝である薄膜部１１１が形成される。次に、薄膜部１１１の範囲内に、導光路センサ１の長手方向に従って、コア１０１で導光する光が漏れる細長い孔を開口するように切削量が調整され、開口部１１２が形成される。
　最後に、コア１０１から漏れた光の特性を変換するために、光特性変換部材１１３は、少なくとも開口部１１２の一部に配置される。尚、光特性変換部材１１３は、導光路センサ１の外周部からはみ出さないように配置されれば、薄膜部１１１を越えて形成されていてもよい。
　光源１０から照射された光は、光供給用導光路部材３２、結合部３５及び検出用導光路部材３１を経て導光され、反射部３４で反射される。反射部３４で反射された反射光は、検出光として、結合部３５で分岐されて、受光用光導光路部材３３を導光して受光部２０に到達する。受光部２０は、受光した検出光を光電変換し、光量を示す電気信号を出力する。
　本実施形態では、導光路部材３０内を導光される光は、光特性変換部材１１３に入射した場合には、損失が生じる。この導光損失量は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示されるように、検出用光導光路部材３１の屈曲及び捩れの方向と屈曲量とによって変化する。
　図４Ｂに示すように、検出用導光路部材３１が直線状の状態であっても、開口部１１２の幅Ｗ２に従い、ある程度の光量が光特性変換部材１１３で損失される。この光の損失量を基準とした場合には、例えば、図４Ａに示されるように、光特性変換部材１１３が屈曲する検出用導光路部材３１の屈曲方向における外周面上に配置されていれば、図４Ｂにおいて基準とした導光損失量よりも多い導光損失量が生じる。反対に、光特性変換部材１１３が屈曲する検出用導光路部材３１の屈曲方向における内周面上に配置されたていれば、図４Ｂにおいて基準とした導光損失量よりも少ない導光損失量が生じる。このとき、開口部１１２の幅Ｗ２が、狭く形成されているために、検出用導光路部材３１に屈曲及び／又は捻りが加わったとしても、反応する方向が限られる。
　この導光損失量の変化は、受光部２０で受光される検出光量に反映される。即ち、受光部２０の出力信号に反映される。従って、受光部２０の出力信号によって、導光路センサの、即ち被検体の光特性変換部材１１３の設けられた位置での屈曲方向及び屈曲量（角度）を検出することができる。また、コアからの光が非透過の薄膜部１１１の範囲内に形成された開口部１１２の幅Ｗ２が、狭く形成されているために、屈曲した際に導光路センサ１は、基準とした導光量に対して大きな導光量の変化が得られる。
　薄膜部１１１は、クラッド１０２が十分薄くなる深さＤ１で形成されているため、低いエネルギで加工できる上、加工法の選択肢が多く、幅Ｗ２の狭い開口部１１２を容易に形成できる。
　本実施形態によれば、導光路センサ１は、こうして開口部１１２の幅Ｗ２が狭く形成されているために、検出用導光路部材３１が屈曲及び／若しくは捩れに対して反応する方向が限られるので高い精度の検出ができる。　
　また、薄膜部１１１及び開口部１１２の設置位置は、高低差を有するために周囲と判別しやすく、検出部６０を光特性変換部材１１３の設置位置の目印にもできる。
　尚、検出部６０において、薄膜部１１１及び開口部１１２の深さＤ１、Ｄ２と幅Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ、適宜、形成の際に設定して成形できる。例えば、薄膜部１１１の深さＤ１は、開口部１１２の深さＤ２よりも深く形成できる。即ち、薄膜部１１１は、クラッド１０２をコアが露出しないように大部分を除去した深さに形成できる。この場合、クラッド１０２の厚さは、周囲の被覆材１０３及び／若しくはクラッド１０２の厚さに対して十分に薄くなる。従って、低いエネルギの加工で開口部１１２が形成できる。
　また、薄膜部１１１の幅Ｗ１は、低いエネルギの加工によって、薄膜部１１１及び開口部１１２の深さＤ１、Ｄ２の和よりも広い幅に形成することもできる。　
　この場合、初めに、低いエネルギの加工で、薄膜部１１１及び開口部１１２の深さＤ１、Ｄ２の和の深さよりも大きくなるように、薄膜部１１１の幅Ｗ１が、検出用導光路部材３１の外周囲に対して広く形成され、次に、開口部１１２のＷ２が薄膜部１１１の幅Ｗ１よりも狭く形成される。このとき、薄膜部１１１の幅Ｗ１が広いために、薄膜部１１１の領域内での開口部１１２の加工に関連する微妙なエネルギ調整の負担を軽減でき、開口部１１２の形成が容易になる。
　この場合、好ましくは、初めに、低いエネルギの加工で、薄膜部１１１が検出用導光路部材３１の外周に対して広く形成され、次に、低いエネルギの加工でさらに薄膜部１１１の領域内に段階的に幅の狭い孔を形成する。これらの加工工程を繰り返し、最終的に開口部１１２が形成される。この形成方法は、低いエネルギでの加工であるために、開口部１１２の形状を精細に形成することができる。例えば、開口部１１２の形状は、幅Ｗ２が十分に狭い細長形状に形成される。
　第１の実施形態の変形例について説明する。　
　第１の実施形態の変形例の導光センサ１は、第１の実施形態の導光路センサ１とほぼ同等であるが、光特性変換部材１１３に保護材１１４が塗布されている点が異なる。　
　図５に示すように、本実施形態の変形例の検出部６０は、薄膜部１１１に光特性変換部材１１３及び検出用導光路部材３１を保護するための保護材１１４が塗布されている。
　本実施形態の変形例によれば、薄膜部１１１が、幅広く形成されているために、容易に保護材１１４を配置できる。また、保護材が塗布されているために、光特性変換部材１１３及び検出用導光路部材３１の劣化を防ぐことができる。
　［第２の実施形態］　
　本実施形態の導光路センサ１は、前述した第１の実施形態のセンサ構造とほぼ同等であるが、検出部６０の構造などが異なっている。　
　本実施形態のコア１０１は、例えば、光若しくは熱に対する耐性の高い材料で形成されている。
　本実施形態のクラッド１０２及び被覆部１０３は、例えば、樹脂材料で構成されている。　
　図６に示すように、本実施形態の検出部６０は、薄膜部１１１及び／若しくは開口部１１２の各端部、例えば、４つの端部に突出部１２０を有するように形成されている。突出部１２０は、例えば、レーザ加工若しくは熱加工に際に端部に形成される盛り上がり、又は、機械加工の際に形成されるバリなどである。
　本実施形態の薄膜部１１１は、側面が突出部１２０の一部分であり滑らかに形成されている。例えば、薄膜部１１１は、レーザ等の光若しくは熱によって、クラッド１０２及び被覆部１０３を除去されて形成されている。　
　突出部１２０は、例えば、薄膜部１１１を形成するときに除去された樹脂材料が各端部で冷却され、固化して形成される滑らかな形状である。尚、突出部１２０は、角を有する形状でもよい。
　コア１０１は、熱に対する耐性が強いために、薄膜部１１１に開口部１１２を形成する際に、印加する熱量を調整することで、クラッドのみが除去される。また、突出部１２０は、薄膜部１１１に光特性変換部材１１３、若しくは、保護材１１４を配置する際に、光特性変換部材１１３又は保護部材１１４がはみ出すことを防止する。
　本実施形態によれば、熱量を調整することによって、被覆部１０３及びクラッド１０２の一部のみを容易に除去することができる。また、突出部１２０が形成されているために、検出部６０の設置位置が容易に判別される。従って、検出部６０が被検体の適正な位置に設置される。さらに、突出部１２０によって検出部６０が被検体に接触した際に、光特性変換部材１１３ではなく突出部１２０が接触するので、光特性変換部材１１３が磨耗することを防止できる。また、薄膜部１１１に光特性変換部材１１３、若しくは、保護部材１１４は、突出部１２０が堤防になるために配置が容易である。
　次に、第２の実施形態の第１の変形例について説明する。　
　第２の実施形態の第１の変形例の導光路センサ１は、第２の実施形態の導光路センサ１とほぼ同等の構成であるが、検出部６０が長手方向へ長くなるように形成されている。従って、同等の部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
　図７に示すように、第２の実施形態の第１の変形例の検出部６０は、導光路部材１の外周部で長手方向へ沿って形成されている。　
　第２の変形例の検出部６０は、被検体の適正な位置に従って設置される。また、開口部１１２は、幅を維持したまま、面積を大きく形成できる。　
　第２の変形例において、検出部６０は、被検体の屈曲に対する検出精度を維持したまま、導光損失量を調整できる。
　第２の実施形態の第２の変形例について説明する。　
　第２の変形例の導光路センサ１は、第２の実施形態の変形例１の導光路センサ１とほぼ同等の構成であるが、検出部６０の長手方向への形状が規定されている。
　第２の変形例の検出部６０は、長手方向へ幅が一定、若しくは、長手方向の端部で幅が極端に広がらない形状に形成されている。この検出部６０は、ほぼ均一の幅で長手方向へ形成されているために、屈曲及び／若しくは捻りの程度によって光特性変換部材１１３で損失する量に確実に差異が生じるために、被検体の屈曲に対する検出精度が向上される。
　第２の実施形態の第３の変形例について説明する。　
　第３の変形例の導光路センサ１は、第２の実施形態の変形例１の導光センサ１とほぼ同等の構成であるが、開口部１１２の長さが規定されている。従って、同等の部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。　
　図８に示すように、本実施形態の開口部１１２は、長手方向で薄膜部１１１よりも短く形成されている。第３の変形例において、開口部１１２は、予めに形成された薄膜部１１１の長手方向の長さに合わせて正確に形成できるために、開口部１１２を長さのほぼ均一的な複数の開口部１１２を形成できる。このため、複数の検出部６０が検出用導光路部材３１に設置された場合に、各検出部６０の検出精度が、一定に維持される。
　第２の実施形態の第４の変形例について説明する。　
　第４の変形例において、検出用導光路ファイバ３１の光軸に垂直な断面は、領域を４分割し、各領域を第１の象限１４ａ、第２の象限１４ｂ、第３の象限１４ｃ、第４の象限１４ｄと規定する。
　第４の変形例において、導光路センサ１は、第２の実施形態の変形例１の導光センサ１とほぼ同等の構成であるが、開口部１１２の開口角度が規定されている。従って、同等の部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
　図９に示すように、本実施形態の開口部１１２は、検出用導光路ファイバ３１の中心を原点として開口している幅の角度である開口角度２θが９０°未満になるように形成されている。隣接領域にそれぞれに開口部１１２が設置された場合、両領域に設置された開口部１１２が重なり合うことがないように設置される。開口部１１２は、少なくとも１つの象限に設置される。例えば、開口部１１２が、第１の象限１４ａに設置される。
　第４の変形例において、開口角度２θを規定することによって、均一に開口部１１２の幅を形成することができる。このために、導光路センサ１の検出精度が加工方法及び工程によらず均一化できる。また、４つの領域各々に１つずつ開口部１１２が設置された場合、被検体の４方向の屈曲を検出することができる。各領域に設置した開口部１１２の開口角度２θを変えることによって、被検体の屈曲方向を容易に判別することができる。　　尚、第４の変形例において、各象限に重なり合わない開口角度の複数の開口部１１２が形成されていても構わない。
　第２の実施形態の第５の変形例について説明する。　
　第５の変形例の導光路センサ１は、第２の第４の変形例の導光路センサ１とほぼ同等の構成であるが、開口部１１２の開口角度θが薄膜部１１１の開口角度αよりも小さくなるように形成される構成である。従って、同等の部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。　
　図１０に示されるように、第５の変形例の開口部１１２は、薄膜部１１１の開口している幅の角度である開口角度αが開口角度θよりも小さくなるように形成されている。
　第５の変形例において、開口部１１２の開口部θは、薄膜部１１１の開口角度αよりも小さく形成されるために、被検体の屈曲に対する所定の検出精度の開口部１１２を容易に形成できる。
　第２の実施形態の第６の変形例について説明する。　
　第６の変形例の導光路センサ１は、第２の実施形態の導光路センサ１とほぼ同等であるが、薄膜部１１１が多層に形成される構成である。従って、同等の部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
　図１１に示されるように、本実施形態の検出部６０は、薄膜部１１１と、突出部１２０と、を複数有している。例えば、検出部６０は、複数の薄膜部１１１ａ、１１１ｂと複数の突出部１２０ａ、１２０ｂとを有している。
　薄膜部１１１ａは、低いエネルギによって形成される。例えば、薄膜部１１１ａは、小さい熱量で熱処理加工されて形成される。このとき、端部に突出部１２０ａが形成される。薄膜部１１１ｂは、薄膜部１１１ａの範囲内に形成され、同様に端部に突出部１２０ｂが形成される。開口部１１２は、薄膜部１１１ｂの範囲内に形成される。このとき、薄膜部１１１ａは、深さＤ１に形成され、薄膜部１１１ｂは、深さＤ２に形成され、開口部１１２は、深さＤ３に形成される。
　検出用導光路部材３１が被検体に接触する場合、突出部１２０ａは検出部６０の保護部材として適用される。突出部１２０ｂは、開口部１１２へ光特性変換部材を配置する際に、ガイドとして適用される。
　第５の変形例において、複数の突出部１２０ａ、１２０ｂは、例えば、光特性変換部材１１３若しくは保護部材がはみ出すことを防止する。また、複数の突出部１２０ａ、１２０ｂが、異なる部分に形成され場合、開口部１１２の端部に突出部１２０ｂがあるために、容易に光特性変換部材１１３を開口部１１２へ配置できる。また、検出部６０が直接、被検体に接触することを防ぐことができる。
　尚、前述した実施形態において、検出部６０は、複数個設置されていても良い。　
　さらに尚、前述した実施形態では、光ファイバ結合部を有し、端面（反射部）で光を反射させて、導入と導出とを１つの光ファイバ（検出用光ファイバ部）内で往来させている構成例を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ファイバの一端部に設けられた光源と、光源からの射出光を導光する光ファイバと、光源と反対側のファイバの他端部に設けられた受光部と、を有し、これらが直線状に配置されている透過導光式のファイバセンサ等にも容易に適用できることは当然である。
　１…導光路センサ、１０…光源、１４ａ…第１の象限、１４ｂ…第２の象限、１４ｃ…第３の象限、１４ｄ…第４の象限、２０…受光部、３０…導光路部材、３１…検出用導光路部材、３２…光供給用導光路部材、３３…受光用導光路部材、３４…反射部、３５…結合部、６０…検出部、１０１…コア、１０２…クラッド、１０３…被覆部、１１１、１１１ａ、１１１ｂ…薄膜部、１１２…開口部、１１３…光特性変換部材、１１４…保護材、１２０、１２０ａ、１２０ｂ…突出部、θ…開口部の開口角度、α…薄膜部の開口角度、Ｄ１…薄膜部の深さ、Ｄ２…開口部の深さ、Ｗ１…薄膜部の幅、Ｗ２…薄膜部の幅。

Claims (23)

  1. 　光源と、前記光源から照射された光を導光するコアと、当該コアの周囲に形成されたクラッドと、少なくとも１つの検出部が形成された導光路部材と、当該導光路部材で導光され、当該検出部を通過した光を受光する受光部と、を具備し、
    　前記検出部は、前記導光路部材の外周で、少なくとも前記クラッドの一部を前記コアからの光が非透過の厚さを残して、除去して形成された第１の開口部と、前記第１の開口部の範囲内で、前記コアから光が透過するように形成された第２の開口部と、を有することを特徴とする導光路センサ。
  2. 　前記検出部は、前記第１の開口部から第２の開口部に掛けて高低差を有することを
    特徴とする請求項１に記載の導光路センサ。
  3. 前記第２の開口部は、前記コアが露出するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の導光路センサ。
  4. 　前記第１の開口部の深さが、
    前記第２の開口部の深さより深いことを特徴とする、請求項１に記載の導光路センサ。
  5. 　前記検出部は、前記第１の開口部の長手方向に対して垂直に交わる水平方向に向かう幅が、
    前記第１の開口部及び前記第２の開口部の深さの和よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項４に記載の導光路センサ。
  6. 　前記第２の開口部は、該第２の開口部の長手方向に対して垂直に交わる水平方向に向かう幅よりも深さが小さいことを特徴とする請求項４に記載の導光路センサ。
  7. 　前記検出部は、前記第１の開口部及び前記第２の開口部の少なくとも１つの外周に、突出部を有することを特徴とする、請求項１に記載の導光路センサ。
  8. 　前記突出部は、前記導光路部材の外周部分に盛り上がるように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の導光路センサ。
  9. 　前記コアは、前記クラッドよりも、熱及び外力に対する強度が高いことを特徴とする、請求項８に記載の導光路センサ。
  10. 　前記第１の開口部の端部に形成された前記突出部は、前記第２の開口部の端部に形成された突出部の高さよりも高く形成されていることを特徴とする請求項７若しくは請求項８に記載の導光路センサ。
  11. 　前記検出部は、前記突出部を越えないように、少なくとも前記第２の開口部の一部に光の特性を変換する光特性変換部材を有していることを特徴とする請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載の導光路センサ。
  12. 　前記導光路は、さらに前記クラッドの周囲を包囲する被覆部を有する光ファイバであり、
    前記第１の開口部は、少なくとも前記被覆部の一部を除去して形成される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の導光路センサ。
  13. 　前記検出部は、前記導光路部材の長手方向に細長く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光路センサ。
  14. 　前記第２の開口部は、前記導光路部材の長手方向に前記第１の開口部と同一若しくは短く形成されることを特徴とする請求項１３に記載の導光路センサ。
  15. 　前記検出部は、前記導光路部材の長手方向へ幅が均一若しくは端部の幅が中央部よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の導光路センサ。
  16. 　前記コアとクラッドと被覆部とは、光軸に対して垂直な断面で同心状に設置され、
    　前記断面で中心と前記第２の開口部の各端部を結ぶ直線で示される第１の開口角度が、９０°以下になるように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の導光路センサ。
  17. 　前記断面で中心と前記第１の開口部の各端部を結ぶ直線で示される第２の開口角度が、前記第１の開口角度以上になるように形成されていうことを特徴とする、請求項１６に記載の導光路センサ。
  18. 　前記検出部は、前記第１の開口部から前記第２の開口部にかけて滑らかに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光路センサ。
  19. 　光源から照射された光を導光するコアと、該コアを包囲するクラッドと、該クラッドに形成され、被検体の検出位置に設置される少なくとも１つの検出部とを備え、可撓性を有する導光路部材と、前記導光路で導光された光を受光する受光部と、を具備する導光路センサの検出部を形成する方法であって、
    　前記検出部となる位置で、光が非透過の厚さを残して、前記クラッドの少なくとも一部を凹状に変形された第１の開口部を形成する工程と、
    　前記第１の開口部の範囲内で、前記コアからの光が透過するように凹状に変形された第２の開口部を形成する工程と、を有する導光路センサの検出部の形成方法。
  20. 　前記第２の開口部を形成する工程は、
    前記コア外周表面の一部を露出若しくは除去する工程であることを特徴とする、
    請求項１９に記載の導光路センサの検出部の形成方法。
  21. 　前記第１の開口部を形成する工程と、前記第２の開口部を形成する工程とは、各々、前記導光路部材に対し、熱、光、若しくは機械的な外力を利用した、いずれかの加工方法よって加工する加工工程を有し、
    　前記加工工程で、前記第１の開口部を形成する工程は、前記コアから光が非透過のクラッドの厚さになるように加工し、前記第２の開口部を形成する工程は、前記第１の開口部の範囲内で細長く前記コアが形成されるように加工されていることを特徴とする請求項１９に記載の導光路センサの検出部の形成方法。
  22. 　前記第１の開口部を形成する工程は、前記加工方法によって該第１の開口部の端部で盛り上がるような形状の突出部を形成する突出部形成工程をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の導光路センサの検出部の形成方法。
  23. 前記第１の開口部を形成する工程の後に、
    光の特性を変換する光特性変換部材を、
    前記突出部を越えないように、当該突出部の内側に配置する光特性変換部材配置工程をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の導光路センサの検出部の形成方法。
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